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Demonstration of an Effective Ultrastrong Coupling between Two Oscillators

Authors :
Benjamin Huard
Pérola Milman
Simone Felicetti
Thomas Coudreau
Zaki Leghtas
Danijela Marković
S. Fedortchenko
Sébastien Jezouin
Quentin Ficheux
Laboratoire Pierre Aigrain (LPA)
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Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2018, 121 (4), ⟨10.1103/physrevlett.121.040505⟩, Physical Review Letters, 2018, 121 (4), ⟨10.1103/physrevlett.121.040505⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; When the coupling rate between two quantum systems becomes as large as their characteristic frequencies, it induces dramatic effects on their dynamics and even on the nature of their ground state. The case of a qubit coupled to a harmonic oscillator in this ultrastrong coupling regime has been investigated theoretically and experimentally. Here, we explore the case of two harmonic oscillators in the ultrastrong coupling regime. Probing the properties of their ground state remains out of reach in natural implementations. Therefore, we have realized an analog quantum simulation of this coupled system by dual frequency pumping a nonlinear superconducting circuit. The pump amplitudes directly tune the effective coupling rate. We observe spectroscopic signature of a mode hybridization that is characteristic of the ultrastrong coupling. We experimentally demonstrate a key property of the ground state of this simulated ultrastrong coupling between modes by observing simultaneous single- and two-mode squeezing of the radiated field below vacuum fluctuations.

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2018, 121 (4), ⟨10.1103/physrevlett.121.040505⟩, Physical Review Letters, 2018, 121 (4), ⟨10.1103/physrevlett.121.040505⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b229250e3d38a487db949ad00718ab13